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研究生:陳韋銜
研究生(外文):Chen, Weihsien
論文名稱:紫外光固化環氧樹脂及其性質之研究
論文名稱(外文):Properties study of ultraviolet curing epoxy resins
指導教授:何志松
指導教授(外文):Ho, Chihsung
口試委員:洪東興粘譽薰
口試委員(外文):Hung, TunghsingNien, Yuhsun
口試日期:2012/07/17
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:化學工程與材料工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:124
中文關鍵詞:紫外光光起始劑寡聚物單體
外文關鍵詞:UltravioletPhotoinitiatorOligomerMonomer
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本研究是將光起始劑、寡聚物、單體三者以不同比例混合,在持續通入氮氣的環境中,利用UV-A波段之紫外光來使環氧樹脂硬化,然後藉由FTIR來測其樣品是否完全固化,並使用TGA、TMA、AFM來測量其起始裂解溫度、玻璃轉化溫度、熱膨脹係數以及平均粗糙度,來得到最佳的硬化條件。
固定光起始劑(Irgacure 250)比例為 2 wt.%,而改變單體和寡聚物比例時,添加單體(D-1217)的樹脂,其起始裂解溫度、玻璃轉化溫度、熱膨脹係數以及平均粗糙度皆隨著單體增加而上升;而添加單體(D-669)的樹脂,其起始裂解溫度、玻璃轉化溫度、熱膨脹係數以及平均粗糙度皆隨著單體增加而下降。
固定光起始劑(Chivacure 1176)比例為 2 wt.%,而改變單體和寡聚物比例時,添加單體(D-1217)的樹脂,其玻璃轉化溫度、熱膨脹係數以及平均粗糙度皆隨著單體增加而上升,起始裂解溫度隨著單體增加而下降;添加單體(D-669)的樹脂,其熱膨脹係數以及平均粗糙度皆隨著單體增加而上升,起始裂解溫度以及玻璃轉化溫度皆隨著單體增加而下降。
改變光起始劑(Irgacure 250)含量,而固定單體和寡聚物比例時,添加單體(D-1217)的樹脂,其起始裂解溫度、玻璃轉化溫度、熱膨脹係數以及平均粗糙度皆隨著單體增加而上升;而添加單體(D-669)的樹脂,其起始裂解溫度與平均粗糙度隨著單體增加而上升,玻璃轉化溫度以及熱膨脹係數皆隨著單體增加而下降。
改變光起始劑(Chivacure 1176)含量,而固定單體和寡聚物比例時,添加單體(D-1217)的樹脂,其起始裂解溫度、玻璃轉化溫度以及平均粗糙度皆隨著單體增加而上升,熱膨脹係數隨著單體增加而下降;而添加單體(D-669)的樹脂,其起始裂解溫度與熱膨脹係數皆隨著單體增加而下降,玻璃轉化溫度與平均粗糙度隨著單體增加而上升。

In this study, the photoinitiator, oligomers, and monomers with different proportions were mixed. The epoxy resins were cured by UV-A ultraviolet under a circulating nitrogen atmosphere. The completeness of curing was examined by using FTIR. Applying of TGA, TMA, and AFM for the initial degradation temperature, the glass transition temperature, the thermal expansion coefficient, and the average roughness helps to obtain the best curing condition.
When the Irgacure 250 photoinitiator content was fixed at 2 wt. % and the percentage between oligomers and monomers changed, the initial degradation temperature, the glass transition temperature, the thermal expansion coefficient, and the average roughness of the resins with D-1217 monomer increased with increasing monomer percentage. Nevertheless, these variation trends were contrary to those of the samples with D-669 monomer.
When the Chivacure 1176 photoinitiator content was fixed at 2 wt. % and the percentage between oligomers and monomers changed, no matter which monomer was used, the thermal expansion coefficient and the average roughness of the samples increased with increasing monomer percentage, but the initial degradation temperature of the samples decreased with increasing monomer percentage. The glass transition temperature of the resins with D-1217 monomer increased with increasing monomer percentage, but this variation trend was contrary to that of the samples with D-669 monomer.

When the Irgacure 250 photoinitiator content changed and the amounts of oligomers and monomers were fixed, no matter which monomer was used, the initial degradation temperature and the average roughness of the samples increased with increasing photoinitiator percentage. The glass transition temperature and the thermal expansion coefficient of the resins with D-1217 monomer increased with increasing photoinitiator percentage, but these variation trends were contrary to those of the samples with D-669 monomer.
When the Chivacure 1176 photoinitiator content changed and the amounts of oligomers and monomers were fixed, no matter which monomer was used, the glass transition temperature and the average roughness of the samples increased with increasing photoinitiator percentage, but the thermal expansion coefficient of the samples decreased with increasing photoinitiator percentage. The initial degradation temperature of the resins with D-1217 monomer increased with increasing photoinitiator percentage, but this variation trend was contrary to that of the samples with D-669 monomer.

摘要.. I
Abstract III
目錄.. V
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的與動機 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 紫外光硬化樹脂的起源 4
2-2 UV光源的簡介 5
2-2-1 UV光源之定義 5
2-2-2 UV光源的分類及應用 5
2-2-3 UV光源對人體之危害及安全問題 6
2-3環氧樹脂的簡介 7
2-3-1環氧樹脂之定義 7
2-3-2環氧樹脂的特性 8
2-3-3環氧樹脂的應用 9
2-4 紫外光硬化樹脂的組成 10
2-4-1 光起始劑 10
2-4-1-1 自由基型光起始劑 12
2-4-1-2 陽離子型光起始劑 13
2-4-2 寡聚物(oligomer) 13
2-4-3 反應性稀釋單體 14
2-4-4 添加劑 15
2-5 紫外光硬化原理 16
2-5-1 自由基聚合反應 16
2-5-2 陽離子聚合反應 18
2-6 影響樹脂硬化之因素 19
2-6-1 光起始劑 19
2-6-2 照射劑量(dose) 19
2-6-3 照射強度 20
2-6-4 氧氣之影響 20
2-6-5 薄膜之厚度 21
2-6-6 溫度 21
2-7 紫外光硬化樹脂的應用 22
第三章 實驗藥品、設備及方法 23
3-1 實驗藥品 23
3-2實驗設備 25
3-3 實驗方法 26
3-4 分析方法 28
3-4-1 FTIR分析 28
3-4-2 TGA分析 28
3-4-3 TMA分析 28
3-4-4 AFM分析 29
第四章 結果與討論 30
4-1傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)分析 30
4-1-1改變寡聚物與單體含量之FTIR分析 30
4-1-2改變光起始劑含量之FTIR分析 35
4-2熱重分析儀(TGA)分析 40
4-2-1改變寡聚物和單體含量之TGA分析 40
4-2-2改變光起始劑含量之TGA分析 51
4-3熱機械分析儀(TMA)分析 62
4-3-1改變寡聚物和單體含量之TMA分析 62
4-3-2改變光起始劑含量之TMA分析 74
4-4原子力顯微鏡(AFM)分析 85
4-4-1改變寡聚物和單體含量之AFM分析 85
4-4-2改變光起始劑含量之AFM分析 92
第五章 結論 99
第六章 參考文獻 101


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